肥皂盒注塑模具設(shè)計

1、 永城職業(yè)學院畢 業(yè) 設(shè) 計論文題目： 肥皂盒注射模具設(shè)計 題 目：肥皂盒注射模具設(shè)計班 級：081班專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造學生姓名：馮喜望指導教師：薛 飛日 期： 2011 年 5 月 20 日摘 要大學二年的在校學習已經(jīng)結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計是大學課程最后一個環(huán)節(jié)，是對以前所學的知識及所掌握的技能的綜合運用和檢驗。在完成大學二年的課程學習和課程、頂崗實習，我熟練地掌握了機械制圖（auto cad）、機械設(shè)計、機械制造等專業(yè)基礎(chǔ)課和塑料成型與模具設(shè)計、模具材料與熱處理以及pro/e、caxa制造工程師計算機軟件等專業(yè)課方面的知識，對機械制造、加工的工藝有了一個系統(tǒng)、全面的理解，達到了學習的目的。對

2、于模具設(shè)計這個實踐性非常強的設(shè)計課題，我們進行了大量的實習。本課題是針對我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫姆试砗械淖⑸淠＞吣＞咴O(shè)計，通過對塑件進行工藝分析及比較，最終設(shè)計出注射模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性、具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核等做詳細介紹，并且簡單的編制了模具的制造加工工藝性。通過整個設(shè)計過程表明該模具能夠達到此塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設(shè)計的主要任務是肥皂盒注塑模的設(shè)計。設(shè)計出一套注射模來生產(chǎn)肥皂盒塑件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高生產(chǎn)。針對肥皂盒的具體結(jié)構(gòu)，該模具是潛伏式澆口的（單）分型面注射模具。通過模具設(shè)計表明模具能達到肥皂盒的

3、質(zhì)量和加工工藝要求。在設(shè)計過程中，我通過在圖書館借閱相關(guān)手冊和書籍，充分利用和查閱各種資料，并與同學進行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計。在設(shè)計中難免會遇到一定的困難，但通過指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設(shè)計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設(shè)計中不妥之處在所難免，肯請各位老師給予指正。關(guān)鍵詞：注射模具 肥皂盒 設(shè)計目 錄第一章 塑件成型工藝分析51.1肥皂盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計51.2肥皂盒材料的選擇及成型工藝分析51.2.1根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，我選擇聚苯乙烯（ps）5第二章 塑件工藝性分析62.1分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性62.2工藝性分析62.3 注射機的選擇7第三章

4、 塑件在模具中的位置與澆注系統(tǒng)的設(shè)計73.1 型腔數(shù)目的確定73.2 型腔的分布83.3 分型面的選擇83.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計93.4.1 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計原則93.4.2 主流道的設(shè)計103.4.3 分流道的設(shè)計113.4.4 澆口的設(shè)計123.4.5 冷料穴和拉料桿的設(shè)計133.4.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計14第四章 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計144.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計154.2 型芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計154.2.1主型芯的設(shè)計154.2.2小型芯的設(shè)計154.3成型零部件工作尺寸的計算164.3.1計算成型零部件工作尺寸要考慮的因素164.3.2成型零部件相關(guān)尺寸的計算16第五章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計185.

5、1模架的選擇185.2支撐零部件的設(shè)計195.2.1支撐板的設(shè)計195.3合模導向機構(gòu)的設(shè)計195.3.1導向機構(gòu)設(shè)計要點205.3.2導柱的設(shè)計205.3.3導套的設(shè)計21第六章 推出機構(gòu)的設(shè)計216.1推出機構(gòu)的設(shè)計原則216.2推出機構(gòu)的選擇226.3推出力的計算236.4推出機構(gòu)的導向與復位236.4.1推出機構(gòu)的導向23第七章 加熱、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計247.1冷卻回路尺寸的確定247.2冷卻回路孔直徑的確定247.3冷卻回路的布置247.4模具加熱系統(tǒng)的設(shè)計25第八章 主要尺寸的校核258.1注塑機相關(guān)參數(shù)的校核258.1.1注塑壓力的校核258.1.2鎖模力的校核258.1.3開模行

6、程和塑件推出距離的校核258.1.4模具與注塑機安裝部位相關(guān)尺寸的校核268.2模具厚度的校核268.3注射模具工作原理裝配圖26第九章 結(jié)束語28參 考 文 獻28第一章 塑件成型工藝分析1.1肥皂盒的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計塑件的三維尺寸為1007025（），壁厚為1，外部圓角為r20，底部與側(cè)壁圓角為r5。其圖形如11所示： 11肥皂盒在我們生活中極為普遍，幾乎每家都要用到。其結(jié)構(gòu)也各種各樣。本次設(shè)計以使用方便為原則，設(shè)計出一套生產(chǎn)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，使用壽命長的肥皂盒注射模具。1.2肥皂盒材料的選擇及成型工藝分析1.2.1根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，我選擇聚苯乙烯（ps）。(1

7、)、ps的概述ps是一種無色、透明、質(zhì)堅、性脆，似玻璃狀的非晶型塑料。其密度為1.041.07g/cm3,吸水率為0.02%0.05%，ps制品能在潮濕環(huán)境下保持其強度和尺寸穩(wěn)定性。在設(shè)計ps制品時應避免尖角、缺口。同時，壁厚差距不宜過大，應盡量均勻、一致，以減小應力開裂現(xiàn)象，耐熱性差。ps的特點：優(yōu)點：ps價格低廉，透明性、剛性、著色性及模塑性好，吸濕性低。缺點：沖擊強度差，耐化學試劑和耐融試劑性不好。質(zhì)硬而脆不耐沸水易燃燒。（2）、ps的成型加工性能 流動性：熔融狀態(tài)下的表觀黏度隨溫度和剪切應力的增高而降低，因此在成型加工時，要降低熔融黏度以提高流動性。同時，避免樹脂在高溫下的熱、氧降解。

8、 吸濕性：ps的吸濕性小，約為0.02%0.05%。成型前可不干燥，為提高表面光澤，可先在70的溫度下預熱12h。 收縮率及其變化范圍小，在0.4%0.7%之間，有利于成型出尺寸精度較高，尺寸穩(wěn)定性較好的制品。一般型腔脫模斜度為35130，型芯脫模斜度為301。 宜采用高料溫（108215），高模溫（70）及低注射壓力、延長注射時間，有利于減小內(nèi)應力，防止縮孔和變形。第二章 塑件工藝性分析2.1分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性該塑件尺寸中等，整體結(jié)構(gòu)較簡單，精度要求相對較低，再結(jié)合其材料性能，我選擇一般精度等級：五級。塑件工藝參數(shù)：成型時間：注射時間：0s3s 模具溫度：2060 保壓時間：15s40s

9、噴嘴溫度：180190 冷卻時間：15s30s 保壓壓力：3040mp 總周期： 40s90s 注射壓力：60100mpa選用70 mpa結(jié)論：由分析可確定為注射成型的模具。2.2工藝性分析為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用潛伏式澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面上，而澆口卻斜向開設(shè)在模具的隱蔽處。塑料熔體通過型腔的側(cè)面或推桿的端部注入型腔，因而塑件外面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。2.3 注射機的選擇注射機的選擇應考慮的因素很多，除了模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些基本參數(shù)和尺寸外，還有模具的型腔數(shù)、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時需要的合模力、注射

10、壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等都與注射機的有關(guān)性能參數(shù)密節(jié)相關(guān)，如果兩者不相匹配，則模具無法使用，為此，必須對兩者之間有關(guān)數(shù)據(jù)進行較核，并通過較核來設(shè)計模具與選擇注射機型號。按圖11塑件所示尺寸近似計塑件質(zhì)量：m26g 塑件體積：m24.73根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及尺寸，我初選的注射機為國產(chǎn)注射機xs-zy-125臥式注射機。該注射機參數(shù)為：額定注射量：1253 螺桿直徑：42注射壓力：120mp 鎖模力:900kn注射時間：1.6s 最大成型面積：3202模具最大厚度：300 模具最小厚度：200注射方式：螺桿式 最大開合模行程：300拉桿空間：260290 定位圈尺寸：100中心距：

11、230 動、定模固定板：428458噴嘴球半徑：18 噴嘴口直徑：4頂出形式：兩側(cè)設(shè)有頂桿第三章 塑件在模具中的位置與澆注系統(tǒng)的設(shè)計3.1 型腔數(shù)目的確定與多型腔模具比較，單型腔模具具有塑件形狀和尺寸一致性好、成型工藝條件易控制、模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊、模具制造成本低、制造周期時間短等特點。但是，在大批量生產(chǎn)的情況下，多型腔應為更適合的形式，它可以提高生產(chǎn)效率，降低塑件的整體成本。根據(jù)注射機的額定鎖模力來確定型腔的數(shù)目,n(fp-pa1)/pa式中fp注射機的額定鎖模力，n;900knp塑料熔體在型腔中的成型壓力，mpa;70a1澆注系統(tǒng)在分型面上的投影與型腔不重疊部分的面積，2；164a單個塑件在

12、分型面上的投影，2。5706n(900000-70164)/705706n2.21根據(jù)以上計算，我確定選用一模兩腔制。3.2 型腔的分布 對于多型腔模具由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)密切相關(guān)，所以在模具設(shè)計時應綜合加以考慮。型腔的排布應使每個型腔都能通過澆注系統(tǒng)從總壓力中均等地分得所需的足夠壓力，以保證塑料熔體能同時均勻地填充每個型腔，從而使各個型腔內(nèi)的塑件質(zhì)量均一穩(wěn)定。多型腔模具的型腔在模具分型面上的排布形式有兩種，即平衡式排布和非平衡式排布。本設(shè)計為一模兩腔制。所以，型腔的分布如下圖31： 313.3 分型面的選擇分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計塑件的脫

13、模和模具的制造工藝等有關(guān)，因此分型面的選擇是注射模具設(shè)計的一個關(guān)鍵步驟。分型面位置選擇的總體原則，是能保證塑件的質(zhì)量、便于塑件脫模及簡化模具的結(jié)構(gòu)，分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比較具體可以從以下方面進行選擇。分型面的選擇原則： 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。 分型面的選擇應有利于塑件順利脫模 分型面的選擇應保證塑件的精度要求 分型面的選擇應滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 分型面的選擇應便于模具的加工制造 分型面的選擇應便于排氣除了以上這些基本因素外，分型面的選

14、擇還要考慮到型腔在分型面上投影面積的大小以避免接近或超過所選用注射機的最大注射面積而可能產(chǎn)生溢流現(xiàn)象。 323.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)控制著塑件成型過程中充模和補料兩個重要階段，對塑件質(zhì)量關(guān)系極大。澆注系統(tǒng)是指從注塑機噴嘴進入模具開始，到型腔入口為止的那一段流道。3.4.1 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計原則澆注系統(tǒng)由：主流道、分流道、澆口、冷料穴組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 了解塑料的成型性能 盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕 有利于型腔氣體的排出 防止型芯變形和嵌件位移 盡量采用較短的流程充滿型腔 流動距離比和流動面積比的校核3.4.2 主流道的設(shè)計主流道是

15、指澆注系統(tǒng)中從注射噴嘴與模具接觸處道分流道為止的塑料熔體的流動通道。他的形狀與尺寸對塑料熔體流動速度和沖模時間有較大影響，因此必須使熔體的溫度降低和壓力損失最小。主流道的設(shè)計要點：主流道通常垂直于分型面設(shè)計在模具的澆口套中，呈圓錐形，錐角一般為26，以便于凝料從澆口套中拔出。小端直徑比注射機噴嘴直徑大0.51。由于其小端前面是球面，其深度為35。主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大12。流道面粗糙度為ra0.8m。 33澆口套的制造：澆口套一般采用碳素工具鋼（t8a、t10a）制造，熱處理淬火硬度3557hrc。澆口套與模板之間的配合采用h7/m6過渡配合，澆口套與定位圈采用h9/f9配合。定位圈外

16、徑比注射機模板上的定位孔直徑小0.2以下。主流道凝料體積 v主=（/4）d2l=(3.14/4)(7.1+4)/2230=259.0530.2633.4.3 分流道的設(shè)計分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動通道。其作用是改變?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡地分配到各個型腔。設(shè)計時應注意盡量減少流動過程中的熱量與壓力的損失。 分流道的形狀與尺寸 分流道開設(shè)在動定模分型面的兩側(cè)或任意一側(cè)，其截面形狀應盡量使其比表面積（流道表面積與其體積之比）小。常用分流道截面形狀有圓形、梯形、u形、半圓形及矩形。分流道截面尺寸視塑料品種、塑件尺寸、成型工藝條件及流道長度等因素來確定。 分流道的長度 根

17、據(jù)型腔在分型面上的排布情況，分流道可分為一次分流道、二次分流道等。分流道的長度要盡可能短，且少彎折，以減少熱量與壓力的損失，節(jié)約塑料材料和降低耗能。 分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻只有內(nèi)部的熔體流動狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度要求不能太低，一般ra取1.6m。 分流道在分型面上的布置形式 分流道在分型面上的布置形式與型腔在分型面上的布置形式密切相關(guān)。其應遵循兩個原則：一是排列盡量緊湊，以縮小模板尺寸；二是流程盡量短，對稱分布使脹模力的中心與注射機鎖模力的中心一致。 34 3.4.4 澆口的設(shè)計澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的熔體通道，其設(shè)計與位置的選擇是

18、否恰當，直徑關(guān)系到塑件能否完好、高質(zhì)量的注射成型。本設(shè)計中，我選擇矩形側(cè)澆口澆口。該澆口在國外被稱為標準澆口，位于模具的分型面上。塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)注入型腔，其截面多為矩形。改變澆口的寬度和厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結(jié)時間。該接口因加工和修整方便而被廣泛應用，普遍應用于中小型塑件的多型腔模具中，且對各種塑料的成型適應性較強。由于該澆口截面小，減少了澆注系統(tǒng)塑料的消耗量，同時去除澆口容易，且不留明顯痕跡。但這種澆口成型的塑件往往有熔接痕存在，且注射壓力損失大，對深型腔塑件排氣不利。1）澆口位置的選擇澆口的形式很多，但無論采用哪種形式，其開設(shè)的位置對塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響都很大。

19、因此，合理開設(shè)澆口位置是提高塑件成型質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。選擇澆口位置時，需要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)與工藝特征、成型質(zhì)量要求，并分析塑件原材料的工藝特性與塑料熔體在模具內(nèi)的流動狀態(tài)、成型的工藝條件進行綜合考慮。澆口位置的設(shè)計原則： 盡量縮短熔體的流動距離 避免熔體破裂現(xiàn)象引起的塑件缺陷 澆口應設(shè)在塑件的壁厚處 考慮分子定向影響 減少熔接痕提高熔接強度此外，澆口位置的選擇還應注意到實際塑件型腔的排氣問題、塑件外觀的質(zhì)量問題等。2）澆口尺寸的計算參考塑料成型工藝與模具設(shè)計5.2.4澆口的設(shè)計（p119）可知，對于中小型塑件側(cè)向進料的側(cè)澆口。一般寬度b=1.55.0，厚度t=0.52.0.所以，我取b為3.0

20、，t為1.0。3.4.5 冷料穴和拉料桿的設(shè)計冷料穴的作用：容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體沖模速度，又影響成型塑件的質(zhì)量。冷料穴除以上作用外，還有便于在該處設(shè)置主流道拉桿的作用。拉料桿的設(shè)計：拉料桿的作用：注射結(jié)束模具分型時，在拉料桿的作用下，主流道中的凝料從定模澆口套中被拉出。最后推出機構(gòu)開始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)中的凝料一起推出模外。主流道拉料桿有兩種基本形式，一種是推桿形式的拉料桿，其固定在推桿固定板上。另一種是僅適用于推件板脫模的拉料桿。因此，我選擇推桿是球字形的拉料桿。 363.4.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計排氣槽的作用主要有兩點。一是在注射熔融物

21、料時，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。越是薄壁制品，越是遠離澆口的部位，排氣槽的開設(shè)就顯得尤為重要。另外對于小型件或精密零件也要重視排氣槽的開設(shè)，因為它除了能避免制品表面灼傷和注射量不足外，還可以消除制品的各種缺陷，減少模具污染等。那么，模腔的排氣怎樣才算充分呢？一般來說，若以最高的注射速率注射熔料，在制品上卻未留下焦斑，就可以認為模腔內(nèi)的排氣是充分的。適當?shù)亻_設(shè)排氣槽；可以大大降低注射壓力、注射時間。保壓時間以及鎖模壓力，使塑件成型由困難變?yōu)槿菀?，從而提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，降低機器的能量消耗。其設(shè)計往往主要靠實踐經(jīng)驗，通過試模與修模再加以完善，此模我們利用模具

22、零部件的配合間隙及分型面自然排氣。第四章 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計成型零件時，應根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件

23、進行強度和剛度校核。4.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模也就是所謂的型腔，是成型塑件外表面的主要零件，按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式。根據(jù)此次設(shè)計的要求和加工特點來看，我選擇整體式凹模，其優(yōu)點為：結(jié)構(gòu)牢固，不易變形，不會產(chǎn)生塑件拼接線痕跡。缺點：加工困難，熱處理不方便。所以其常用于形狀簡單的中小模具上。4.2 型芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計成型塑件內(nèi)表面的零件稱為型芯或凸模，其類型有主型芯、小型芯、螺紋型芯、和螺紋型環(huán)等。本設(shè)計塑件有小孔，所以需設(shè)計主型芯和小型芯。4.2.1主型芯的設(shè)計主型芯按結(jié)構(gòu)形式可分為整體式和組合式兩種。整體式主型芯結(jié)構(gòu)牢固，但不便加工，消耗的模具鋼多，主要用于工藝試驗或小型模具上形狀簡單的型芯；

24、組合式型芯往往用于形狀復雜的型芯。鑒于本設(shè)計塑件結(jié)構(gòu)簡單，我采用整體式主型芯。4.2.2小型芯的設(shè)計小型芯是用來成型塑件上的小孔或槽。小型芯單獨制造后，再嵌入模板中。本設(shè)計中，肥皂盒底部有十個長形漏水孔，由于塑件的精度要求較低。因此，不再進行小型芯的設(shè)計。而是直接設(shè)在主型芯上。4.3成型零部件工作尺寸的計算4.3.1計算成型零部件工作尺寸要考慮的因素（1）塑件的平均收縮率 s(sminsmax)2 (0.4%0.7%)2 0.55%（2）模具成型零件的制造誤差模具成型零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的重要因素之一。一般模具成型零件的制造精度取塑件公差值的13。（3）成型零件的磨損實踐證明，對于

25、一般的中小型塑件，最大磨損量可取塑件公差的16。（4）模具安裝配合誤差4.3.2成型零部件相關(guān)尺寸的計算 （1）型腔徑向尺寸的計算根據(jù)公式：lm=ls（1+s）3/4 z0lm1=ls1（1+s）3/4 z0=100(1+0.55%)-30.015/4 0.3750=100.5390.3750lm2=ls2（1+s）3/4 z0=104(1+0.55%)-30.015/4 0.3750=104.5610.3750lm3=ls3（1+s）3/4 z0=70(1+0.55%)-30.015/4 0.3250=70.3740.3250lm4=ls4（1+s）3/4 z0=74(1+0.55%)-30

26、.015/4 0.3250=74.3960.3250lm5=ls5（1+s）3/4 z0=20(1+0.55%)-30.015/4 0.3250=20.0990.3250（2）型芯徑向尺寸的計算根據(jù)公式lm=ls（1+s）+3/4 0-z得lm1=ls1（1+s）+3/4 0-z=98(1+0.55%)+30.015/4 0-0.375=98.5500-0.375lm2=ls2（1+s）+3/4 0-z=68(1+0.55%)+30.015/4 0-0.325 =68.3850-0.325lm3=ls3（1+s）+3/4 0-z=5(1+0.55%)+30.015/4 0-0.325 =5.0

27、380-0.325（3）型腔深度尺寸的計算 （hm）+0z= hs (1+s)x 0z =25(1+0.55%)0.0092/3 00.375 =25.13100.375（4）型芯高度尺寸的計算 (hm)0_z= hs (1+s)x _0z =25(1+0.55%)0.0092/3 _0.3250 =25.143 _0.3250（5）中心距尺寸的計算 cm=(1s)cs =（10.55%）68 =68.374第五章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計5.1模架的選擇模架設(shè)計、制造塑料注射模的基礎(chǔ)部件。我國已于1998年完成塑料注射模中小型模架、塑料注射模大型模架等國家標準，因此，為了簡化設(shè)計步驟，縮短設(shè)計周期，

28、便于模具的維修和結(jié)構(gòu)零部件的更換，我選用標準模架。標準模架的選擇要點 在模具設(shè)計時，應根據(jù)塑件圖樣及技術(shù)要求，分析、計算、確定塑件形狀類型、尺寸范圍、壁厚、孔形及孔位，尺寸精度及表面性能要求以及材料性能等，以制定塑件成型工藝，確定進料口位置、塑件重量以及型腔數(shù)，并選定注射機的型號和規(guī)格等等。選用標準模架的要點如下： 模架厚度h和注射機的閉合距離l 對于不同型號及規(guī)格的注射機，不同結(jié)構(gòu)形式的鎖模機構(gòu)具有不同的閉合距離。模具厚度與閉合距離的關(guān)系為：lmaxhlmin 式中 h模架厚度; lmax注射機最大閉合距離; lmin注射機最小閉合距離.所以，由所選注射機得模架厚度的范圍為200300。 開

29、模行程與定、動模分開的間距與推出塑件所需行程之間的尺寸關(guān)系 設(shè)計時須計算確定，在取出塑件時的注射機開模行程應大于取出塑件所需的動、定模分開的距離，而模具推出塑件距離須小于頂出液壓缸的額定頂出行程。 選用的模架在注射機上的安裝 安裝時需注意：模架外形尺寸不應受注射機拉桿間距的影響；定位孔徑與定位環(huán)尺寸需配合良好；注射機推出桿孔的位置和頂出行程是否合適；噴嘴孔徑和球面半徑是否與模具的澆口套孔徑和凹球面尺寸相配合；模架安裝孔的位置和孔徑與注射機的移動模板上的相應螺孔相配。 選用模架應符合塑件及其成型工藝的技術(shù)要求 為保證塑件質(zhì)量和模架的使用性能及可靠性，需對模架組合零件的力學性能，特別是它們的強度和

30、剛度進行準確地計算和校核，以確定動、定模及支撐板的長、寬、高尺寸，從而正確地選定模架的規(guī)格。5.2支撐零部件的設(shè)計用于防止成型零部件及各部分機構(gòu)在成型壓力作用下發(fā)生變形超差現(xiàn)象的零部件稱為支撐零部件。支撐零部件主要有支撐板、墊板、支撐塊、支撐板支撐柱等。5.2.1支撐板的設(shè)計支撐板又稱動模墊板是墊在動模型腔下面的一塊平板，其作用是承受成型時塑料熔體對動模型腔或型芯的作用力，以防止型腔底部產(chǎn)生過大的變形和防止型芯脫出型芯固定板。支撐板的設(shè)計要點：支撐板應具有較高的平行度和必要的硬度和強度，應結(jié)合動模成型部分受力狀況進行厚度計算。因我選用標準模架，所以支撐零部件也選用標準件，不需再設(shè)計。5.3合模

31、導向機構(gòu)的設(shè)計合模導向機構(gòu)是保證動、定 模合模時，正確定位和導向的零件。合模導向機構(gòu)主要有導柱導向和錐面定位兩種形式。本設(shè)計采用導柱導向。導向機構(gòu)有以下作用： 定位作用 模具閉合后，保證動、定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精度。 導向作用 合模時，首先是導向零件接觸，引導動、定模準確閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件的損壞。承受一定的側(cè)向壓力 塑料熔體在充形過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)向壓力，此時導柱將承受一定的側(cè)向壓力，以保證模具的正常工作。5.3.1導向機構(gòu)設(shè)計要點 小型模具一般只設(shè)置兩根導柱，當其元合模方位要求，采用等徑且對稱布置的方法，若有合模方位要求時，則應采取等徑不對稱布置，或不等徑對

32、稱布置的形式。大中型模具常設(shè)置三個或四個導柱，采取等徑不對稱布置，或不等徑對稱布置的形式。 直導套常應用于簡單模具或模板較薄的模具；型帶頭導套主要應用于復雜模具或大、中型模具的動定模導向中；型帶頭導套主要應用于推出機構(gòu)的導向中。 導向零件應合理分布在模具的周圍或靠近邊緣部位；導柱中心到模板邊緣的距離一般取導柱固定端的直徑的11.5倍；其設(shè)置位置可參見標準模架系列。 導柱常固定在方便脫模取件的模具部分；但針對某些特殊的要求，如塑件在動模側(cè)依靠推件板脫模，為了對推件板起到導向與支承作用，而在動模側(cè)設(shè)置導柱。 為了確保合模的分型面良好貼合，導柱與導套在分型面處應設(shè)置承屑槽；一般都是削去一個面，或在導

33、套的孔口倒角， 導柱工作部分的長度應比型芯端面的高度高出68mm，以確保其導向作用。 應確保各導柱、導套及導向孔的軸線平行，以及同軸度要求，否則將影響合模的準確性，甚至損壞導向零件。 導柱工作部分的配合精度采用h7/f7（低精度時可采用h8/f8或h9/f9）；導柱固定部分的配合精度采用h7/k6（或h7/m6）。導套與安裝之間一般用h7/m6的過渡配合，再用側(cè)向螺釘防止其被拔出。 對于生產(chǎn)批量小、精度要求不高的模具，導柱可直接與模板上加工的導向孔配合。通常導向孔應做志通孔；如果型腔板特厚，導向孔做成盲孔時，則應在盲孔側(cè)壁增設(shè)通氣孔，或在導柱柱身、導向孔開口端磨出排氣槽；導向孔導滑面的長度與表

34、面粗糙度可根據(jù)同等規(guī)格的導套尺寸來取，長度超出部分應擴徑以縮短滑配面。5.3.2導柱的設(shè)計導柱的結(jié)構(gòu)形式如圖導柱結(jié)構(gòu)的技術(shù)要求： 長度 導柱導向部分的長度應比凸模端面的高度高出812，以免出現(xiàn)導柱未導正方向而型芯先進入型腔的情況。 形狀 導柱前端應做成錐臺形，以使導柱能順利地進入導向孔。 材料 導柱應具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理）或者t10、t8（經(jīng)淬火處理），硬度為5055hrc。導柱固定部分的表面粗糙度為ra=0.8m。導向部分的表面粗糙度為ra=0.80.4m。 數(shù)量及分布 導柱應合理的分布在模具分型面的四周，導柱中心至模具邊緣應有足夠的

35、距離，以保證模具的強度（導柱中心到模具邊緣的距離通常為導柱直徑的1.5倍）。導柱的布置采用等直徑不對稱分布。 配合精度 導柱固定端與模板之間采用h7/m6的過渡配合導柱的導向部分采用h8/f7的間隙配合。5.3.3導套的設(shè)計因本設(shè)計模具結(jié)構(gòu)較簡單，我選用直導套。該導套結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。導套的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 形狀 導套前端要進行倒圓角，且做成通孔。若做成盲孔，應開排氣孔或排氣槽。 材料 可用與導柱相同的材料，其硬度略低于導柱的硬度，以減輕磨損，防止導柱或?qū)桌?固定形式及配合精度 與模板采用h7/r6配合，用止動螺釘緊固。第六章 推出機構(gòu)的設(shè)計塑件的推出是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出

36、質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量，因此，制品的推出是不可忽視的。推出機構(gòu)一般由推出、復位和導向三大部件組成。6.1推出機構(gòu)的設(shè)計原則 設(shè)計推出機構(gòu)時應盡量使塑件留于動模一側(cè) 由于推出機構(gòu)的動作是通過裝在注射機合模機構(gòu)上的頂桿來驅(qū)動的，所以一般情況下，推出機構(gòu)設(shè)在動模一側(cè)。正因如此，在分型面設(shè)計時應盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側(cè)。 塑件在推出過程中不發(fā)生變形和損壞 為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞，設(shè)計時應仔細分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點應作用在制品剛性好的部位，如筋部、凸緣、殼體形制品的壁緣處，盡量避免推力點作用在制品的薄平面上，防止制件

37、破裂、穿孔，如殼體形制件及筒形制件多采用推板推出。從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。 不損壞塑件的外觀質(zhì)量 推出塑件的位置應盡量設(shè)在塑件內(nèi)部，或隱蔽面和非裝飾面，對于透明塑件尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。 合模時應使推出機構(gòu)正確復位 設(shè)計推出機構(gòu)時，還必須考慮合模時機構(gòu)的正確復位，并保證不與其他模具零件相干涉。推出機構(gòu)的種類按動力來源可分為手動推出，機動推出，液壓氣動推出機構(gòu)。 推出機構(gòu)應動作可靠 推出機構(gòu)應使推出動作可靠、靈活，制造方便，機構(gòu)本身要有足夠的強度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確保塑件順利脫模。6.2推出機構(gòu)的選擇 推出機構(gòu)

38、按模具的結(jié)構(gòu)特征可分為一次推出機構(gòu)、定模推出機構(gòu)、二次推出機構(gòu)、澆注系統(tǒng)推出機構(gòu)、帶螺紋的推出機構(gòu)等，經(jīng)過分析本設(shè)計塑件結(jié)構(gòu)特征，我選用一次推出機構(gòu)。為了成型出外觀完美的制件，我選擇推件板推出機構(gòu)。推件板推出機構(gòu)是由一塊與凸模按一定配合精度相配合的模板和推桿組成。隨著推出機構(gòu)開始工作，推桿推動推件板，推件板從制件的端面將其從型芯上推出。因此，推出力的作用面積大而均勻，推出平穩(wěn)，塑件上沒有推出痕跡。推件板的設(shè)計要點 推件板與型芯應呈310的推面配合，以減少遠動摩擦，并起輔助定位以防止推件板偏心而溢料；推件板與型芯側(cè)壁之間應有0.200.25mm的間隙，以防止兩者間的擦傷而或卡死，推件板與型芯間的

39、配合間隙以不產(chǎn)生塑料溢料為準，塑料的最大溢料間隙可查表，推件板與型芯相配合的表面粗糙度可以取ra0.80.4m。 推件板可用經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的45鋼制造，對要求比較高的模具，也可以采用t8或t10等材料，并淬硬到5355hrc，有時也可以在推件板上鑲淬火襯套以延長壽命。 當用推件板脫出元通孔的大型深腔殼體類塑件時，應在型芯上增設(shè)一個進氣裝置，以避免塑件脫模時在型芯與塑件間形成真空。 推件板復位后，在推板與動模座板間應留有為保護模具的23mm空隙。6.3推出力的計算查資料得推出力的計算公式： ft=ap(cos-sin)式中： a塑件包絡(luò)型芯的面積，通過autocad面域計算，本設(shè)計塑件包絡(luò)型芯的面積

40、為133302。 p塑件對型芯單位面積上的包緊力。一般情況下，模外冷卻的塑件，p取2.41073.9107pa；模內(nèi)冷卻的塑件，取0.81071.2107pa。本設(shè)計中我取1.0107pa。 塑件對鋼的摩擦系數(shù)，一般取0.10.3，本設(shè)計中我取0.2。 脫模斜度。本設(shè)計型芯脫模斜度為1。因此，本設(shè)計推出力通過上述公式計算約為2.41010pa 6.4推出機構(gòu)的導向與復位推出機構(gòu)在注射模工作時，每開合模一次，就往復運動一次，除了推桿和復位桿與模板的滑動配合外其余部分均處于浮動狀態(tài)。推桿固定板與推桿的重量不應作用在推桿上而應該由導向零件來支撐。另外，考慮到推出機構(gòu)往復運動的靈活和平穩(wěn)，必須設(shè)計推出

41、機構(gòu)的導向裝置。推出機構(gòu)在開模推出塑件后，為下一次的注射成型，還必須使推出機構(gòu)復位。6.4.1推出機構(gòu)的導向推出機構(gòu)的導向裝置通常由推板導柱和推板導套組成。對于簡單的小型模具，也可由推板導柱直接與推桿固定板上的孔組成。第七章 加熱、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計7.1冷卻回路尺寸的確定在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質(zhì)量如收縮率、翹曲變形、耐應力開裂性和表面質(zhì)量等，并且對生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，在注射過程中，冷卻時間占注射成型周期的約80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具溫度的要求不盡相同，因此，對模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質(zhì)量和成本，模具溫度直接影響到

42、塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質(zhì)量，而模具溫度的高低取決于塑料結(jié)晶性，塑件尺寸與結(jié)構(gòu)、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。影響注射模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設(shè)計，冷卻介質(zhì)的種類、溫度、流速、冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。7.2冷卻回路孔直徑的確定因本設(shè)計塑件為薄壁、質(zhì)量輕的制品，所以我設(shè)計冷卻孔徑為10雙孔冷卻水道。7.3冷卻回路的布置設(shè)置冷卻效果良好的冷卻水回路的模具是縮短成型周期、提高生產(chǎn)效率最有效的方法，也是成型出高質(zhì)量塑件的重要因素。設(shè)置冷卻回路，應

43、注意以下幾點： 冷卻水道應盡量多、截面尺寸應盡量大，以使型腔表面的溫度趨于均勻，防止塑件不均勻收縮和產(chǎn)生殘余應力。 冷卻水道離模具型腔表面的距離一般為1015。 冷卻水道出入口的布置應注意兩個問題，即澆口處加強冷卻和冷卻水道的出入口溫差應盡量小。 冷卻水道應沿著塑料收縮方向設(shè)置。 冷卻水道的布置應避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位。而且各連接處應保持密封，防止冷卻水外泄。7.4模具加熱系統(tǒng)的設(shè)計因ps要求的熔融溫度約為200。而且流動性能為中性，同時在注射時模具溫度要求在5070之間，所以該模具必須加熱。模具加熱方法包括：熱水，熱空氣，熱油及電加熱等。由于電加熱清潔、結(jié)構(gòu)簡單、可調(diào)節(jié)范圍大，所以我選擇該模具的加熱方式為應用電加熱。第八章 主要尺寸的校核8.1注塑機相關(guān)參數(shù)的校核8.1.1注塑壓力的校核經(jīng)查塑料成型工藝與模具設(shè)計表3-1,塑料聚苯乙烯(ps)成型所需的注射壓力為70120mpa，而初選的xs-zy-125的注塑機的額定注射壓力為120mpa，因此注射機的最大注射壓力能夠滿足該塑件的成型需求。8.1.2鎖模力的校核注射成型時，模具所需的鎖模力與